dasar teori bab vi - universal strut

7/24/2019 Dasar Teori Bab VI - Universal Strut

1/4

UNI VERSAL STRUT APPARATUS

LABORATORIUM FENOMENA DASAR MESIN 2013/2014

BAB VI


6.1 Dasar Teori

6.1.1 Teori Kolom

Suatu kolom dapat didefinisikan sebagai batang prismatik lurus dan panjang, dan

menerima beban kompresi aksial. Pada waktu pembebanan, selama batang masih dalam

keadaan lurus, maka dalam analisa kekuatan bahan dapat menggunakan analisa tegangan

yang terjadi akibat beban kompresi yang bekerja. Tetapi apabila beban aksial yang

bekerja menyebabkan lenturan kearah lateral, maka lenturan ini dapat menyebabkan

kerusakan serius pada bahan sebelum tegangan yang terjadi melampaui batas kekuatan

bahannya. Keadaan ini disebut lenturan tekuk (buckling), dimana arah lenturannya

melintang terhadap arah beban yang bekerja.

6.1.2 Lenturan Tekuk

Lenturan tekuk (buckling) adalah keadaan dimana batang mengalami lenturan

yang arahnya melintang terhadap arah beban yang bekerja. Sesudah mulai terjadi lenturan

tekuk, biasanya besarnya lenturan bertambah dengan cepat sekali walaupun penambahan

bebannya kecil. Hal ini dapat ditujukkan apabila kita menekan sebatang lidi yang

ditancapkan tegak lurus kedalam tanah. Ujung atas lidi kemudian ditekan dengan gaya

tekan ditambah sedikit demi sedikit. Pada suatu gaya tekan tertentu, kita akan dapat

merasakan adanya lenturan melintang. Kemudian apabila gaya ditambah sedikit saja,

maka sapu lidi akan secara tiba-tiba tertekuk dengan kecepatan yang besar dan lidi akan

patah. Fenomena ini adalah fenomena lenturan tekuk, dan dapat terjadi pada semua

bahan yang elastis. Beban gaya dimana mulai terjadi lenturan tekuk disebut beban tekuk

kritis (critical buckling load), yang besarnya tergantung kepada kekakuan bahan,

kekuatan tarik, panjang dan penampang melintang batang, dan kesempurnaan arah

pembebanannya.


2/4



Gambar 6.1: Kolom yang MengalamiBuckling

Sumber: Beer, et. al. 2012: 633

6.1.3 Stabilitas Struktur

Stabilitas struktur adalah kemampuan struktur untuk menahan beban yang

diberikan tanpa mengalami perubahan drastis pada konfigurasinya. Kerusakan bahan

yang terjadi pada lenturan tekuk tidak disebabkan oleh tegangan yang terjadi melebihi

yang diijinkan, tetapi oleh perubahan keseimbangan sistem dari keadaan stabil menjadi

tidak stabil. Pada waktu batang menerima beban kompresi dari nol dan kemudian

bertambah besar, pada permulaannya sistem masih dalam keadaan stabil. Kemudian

apabila beban terus ditambah sampai mencapai kondisi kritis, keseimbangan sistem

kemudian menjadi tidak stabil dan menyebabkan batang mulai mengalami lenturan lateral

atau lenturan tekuk. Lenturan tekuk juga menyebabkan tegangan setempat melewati

kondisi elastis, sehingga kalau beban dilepaskan batang tidak kembali kepada keadaan

semula. Untuk batang yang panjang seperti pada umumnya kolom, tegangan yang terjadi

akibat beban tekuk kritis dapat berada jauh dibawah tegangan yang diijinkan.

6.1.4 Formulasi Euler

Analisa lenturan tekuk pada kolom, pertama kali ditemukan oleh seorang

matematikawan Swiss bernama Euler pada tahun 1757. Walaupun teori Euler hanya

berlaku pada kolom lurus yang panjang, tetapi dasar pemikirannya membantu dalam

pemecahan masalah lenturan tekuk secara umum. Tujuan analisa Euler adalah untuk


3/4



menentukan besarnya beban kompresi aksial minimum, yang menyebabkan terjadinya

lenturan arah melintang. Dimisalkan kolom dengan kekakuan konstan EI memiliki

panjang L dengan tumpuan engsel pada kedua ujungnya diberikan beban aksial sentris.

Dengan asumsi kolom telah mengalami lenturan tekuk, dapat dituliskan momen bending

pada titik Q sama denganPy.

Gambar 6.2: Formulasi Euler

Sumber: Beer, et. al. 2012: 685

Dengan menyelesaikan persamaan diferensial di atas, dengan menggunakan

kondisi batas untuk kolom dengan tumpuan engsel pada kedua ujungnya dapat

dirumuskan beban minimum P dimana lenturan tekuk terjadi. Beban ini, disebut beban

kritis (critical load) disimbolkan Pcrdirumuskan sebagai formulasi Euler:

Bila beban tersebut atau yang lebih besar diberikan pada kolom, maka

kesetimbangan kolom menjadi tidak stabil dan lenturan tekuk akan terjadi. Tegangan

kritis dapat dirumuskan:


4/4



Untuk kolom dengan tumpuan yang berbeda-beda, perhitungan beban kritis

menggunakan panjang kolom efektif (effective length) yaitu panjang kolom yang

ekuivalen dengan kolom dengan tumpuan engsel pada kedua ujungnya. Nilai panjang

efektif untuk kondisi kolom yang berbeda-beda ditunjukkan pada gambar 6.3

Gambar 6.3: NilaiEffective Lengthuntuk Berbagai Kondisi KolomSumber: Beer, et. al. 2012: 642

Beban kritis hasil eksperimen umumnya lebih kecil daripada beban kritis hasil

perhitungan teoritis. Hal ini dikarenakan deformasi awal pada kolom yang pasti terjadi.

Oleh karena itu setiap kolom memiliki arah lenturan tekuk yang berbeda-beda.

Perhitungan teoritis tidak dapat memprediksi kemana arah kolom akan mengalami

lenturan tekuk.

dasar teori bab vi - universal strut

Documents